电工学上册习题册习题参考解答.doc

第一部分 电路基本概念、定理与分析方法（教材第1、2章）1、在如图1.11所示电路中，试分别计算在开关S断开和闭合两种状态下A点的电位。图1.11解： 设由20KW电阻流向3.9 KW电阻的电流为I，则当S断开时： 当S闭合时： 2、对如图1.12所示电路，求各点电位，。图1.12解： 设b为参考点，则3、在如图1.13所示电路中，求电压。图1.13解： 设通过10W电阻由上向下的电流为，通过5W电阻由上向下的电流为，则由KCL知，所以4、在如图1.14所示电路中，已知，。求其余电流，和。图1.14解： 由KCL可得5、在图1.15所示电路中，若欲使指示灯上的电压和电流分别为12V和0.3A，试求电源电压。图1.15解： 综合运用KVL与KCL，可得6、如图1.16所示电路中，已知，。(1)求电阻R中的电流I；(2)计算理想电压源中的电流，理想电流源两端的电压；(3)分析电路的功率平衡。图1.16解： (1) 由电源的性质及电源的等效变换可得(可将电路化为图1.16-B的形式) 图1.16-A 图1.16-B, (2) 由原图可得，理想电压源中的电流理想电流源两端的电压(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源都是电源，发出的功率分别是各个电阻所消耗的功率分别是可知即两者平衡7、电路如图1.17所示，已知，和。试求各支路电流。图1.17解： 该电路有6条支路，5个未知电流数，故需列5个方程。选择回路电压计算与电流方向如下图所示，则有个节点电流方程为选择不含电流源的回路列写所需的另外2个回路电压方程联解上述方程组则可求得所需的支路电流。8、电路如图1.18所示，已知，。试用叠加原理求，。图1.18解： 当E单独作用时当单独作用时所以，由叠加定理有9、如图1.19所示电路中，已知，。试用戴维宁定理求检流计中的电流。图1.19解： 对本题，先求其戴维宁等效电路(1)求开路电压(如下图所示)(2)求等效内阻R0(如下图所示)(3)可将原电路化为如下图所示电路，有10、在如图1.20所示电路中，当时，。求当时，等于多少。图1.20解： 将原电路除R外的部分用其戴维宁等效电路代替，则等效电路的内阻为由已知条件可知，当R9W时，有第二部分 一阶电路的暂态分析（教材第3章-电路的暂态分析）1解：时，电容处于开路，故由换路定律得：换路后一瞬间，两电阻为串联，总电压为。所以 再由节点的KCL方程得：2解：时电容处于开路，电感处于短路，电阻与电阻相并联，所以，由换路定律得：，由KVL得开关电压：3解：当时，时间常数初始值若开关S2没有接通，达到稳态时。由三要素公式得 (1)当时，电路时间常数发生变化， 由式(1)得1s时的电压值 稳态值 由三要素公式得图3(b)电路4 解：由换路定律得，达到稳态时电感处于短路，故求等效电阻的电路如图(b)所示。图4(b)电路等效电阻时间常数后电路为零状态响应，故电感电流为：5解：时电容处于开路，由换路定律得：，电容又处于开路，等效电阻时间常数 由三要素公式得：所以 V6解：当时，列写节点方程求原始值解得由换路定律得换路后的电路如图(b)所示。图6(b)电路列写节点方程得：解得，稳态时，电感处于短路，所以 等效电阻时间常数由三要素公式得： A7解：当时，电容处于开路，列写节点电压方程求原始值解得，由换路定律得：电容又处于开路，再列写节点电压方程如下：解得：求等效电阻的电路如图(b)所示。图7(b)电路时间常数由三要素公式得： V8解：由换路定律得：求稳态值的电路如图(b)所示。图8(b)电路,图8(c)电路求等效电阻的电路如图(c)所示。等效电阻时间常数 由三要素公式得： 9 解：当时，电容处于开路，由换路定律得：电容又处于开路求等效电阻的电路如图(b)所示。图9(b)电路等效电阻 时间常数由三要素公式得 (1)设时，。由式(1)得：， 解得： 第三部分 正弦交流电路-1（教材第4章）1、有一RC串联电路，电源电压为u，电阻和电容上的电压分别为和，已知电路阻抗模为2000，频率为1000Hz，并设u和间的相位差为30o，求R和C，并说明在相位上uC比u超前还是落后。解：设电源电压为 （1） 从（1）可知 (2) 落后30o (3) (4)将（4）带入(1)得：R=1000 2、解：因为元件是并联，所以每个元件上的电压都相同。则又因为： 3、解：设；A0读数是10A。V0读数是V。4、解：设参考相量 由KCL得： 再由KVL得： 对节点1，由KCL得：再由KVL得：5、解：设参考相量则： 6、解：(a) 因为R的电压与L的电压方向垂直，由电压三角形关系可得： (b) 因为L和C并联，电压相差180o，因此由KCL定理有： 第三部分 正弦交流电路-2 （教材第5章）1、解：（1） 因为负载与电源间为三相四线制连接，即有中性线的Y形接法，负载各相电压对称，相电压 设为参考相量，则负载各相电压相量为，各相负载不对称，故各相电流为各相电流相量为，中性线电流为电压、电流相量图如图所示（2） 如果无中性线。采用结点电压法，则负载中线点与电源中性点电压为此时负载各相电压分别为 （3） 如果无中性线，且相短路，则负载各相电压为 负载各相电流为电压、电流相量图如图所示（4） 如果无中性线，且相断路，则、串联于线电压中，则（5） 在（3）中有中性线，相短路，则相熔断器因电流过大而熔断；相和相不受影响，其电流、电压与（1）中相同。在（4）中有中性线，相断路，则相无电压和电流；相和相不受影响，电流、电压与（1）中相同。2、解：由于星形联结和三角形联结两组电阻性负载皆为对称性负载，则星形联结 三角形联结 ， 设相电压为参考相量，则超前，与同相，与 同相，而滞后于，故与同相，其电压与电流的相量图如图所示。 所以3 、解：根据有功功率功率公式，则线电流 相电流 第四部分 磁路与电机（第6、7、10章-磁路与铁心线圈电路、交流电动机及继电接触器控制系统）1、将:的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知，信号源电动势有效值，内阻，求信号源输出的功率。解：变压器原边等效负载阻抗为：则：信号源输出的电流为：信号源输出的功率为： 2、容量为154VA的控制变压器如图：原绕组为220V，副绕组有两个，额定电压分别为110V和22V，22V绕组负担44VA，余下由110V绕组负担，求：这三个绕组的额定电流。 110V220V 22V解：可得：3、已知Y132S-4型三相异步电动机的额定技术数据如下：电源频率为50Hz。试求额定状态下的转差率SN、电流IN和转矩TN，以及起动转矩Tst、和最大转矩Tmax。功率 转速 电压 效率 COS Tst/TN Tmax/TN 5.5KW 1440r/min 380V 85.5 0.84 2.2 2.0解：， 4、一台三相异步电动机电源频率为50Hz，额定数据如下： 功率转速电压效率功率因数Ist/INTst/TNTmax/TN45kW 1480r/min380V92.3% 0.887.0 1.92.2 求：（1）额定电流和启动电流（2）额定转差率（3）额定转矩、最大转矩和启动转矩解：（1）额定电流为：（2）由铭牌数据可得，同步转速n01500r/min转差率为：（3）各额定转矩为： 5、电源频率为50Hz的一台三相异步电动机的额定数据如下：功率 转速 电压效率 功率因数Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 5.5kW 1440r/min380V85.5% 0.84 7.0 2.22.2 求：（1）额定电流和启动电流（2）额定转差率（3）额定转矩、最大转矩和启动转矩 解：（1）额定电流为： 启动电流为:（2）由铭牌数据可得，同步转速转差率为： (3）各额定转矩为： 6、三相异步电动机的正反转控制电路如下图所示。（1）试将线路补充完整。（包括连线和电器图形符号）（2）在补充完整后的图中指出自锁及互锁触点。KMFFRFRKMRFUQM3 KMFKMRSBFKMRKMFSBRSBA B C解：（1）线路补充见下图中（1），（2），（3），（4）虚线所示 （2）自锁及互锁触点见下图所示。互锁触点自锁触点，（4）（2）KMRKMFFUFRFRKMRQKMFM3 KMFKMRSBFKMRKMFSBRSBA B C（1）（3）7、设计两台电动机M1、M2按顺序起动的控制电路。 QFU1 SB1 SB2 KM1 FR1 FU2 FU3 KM1 KM1 KM1 KM2 FR2 FR1 FR2 SB1 SB2 KM2 KM2 M23M13解： QFU1 FU2 FR SB3KM KM FR SB1 SB2 SB4 KM SB5 M38、图所示为三相异步电动机控制电路，分析此电路完成什么控制，图中各按钮分别作什么用，并说明动作过程。解：Q总开关SB1 SB2 完成两地停机控制SB3完成点动控制 SB4 SB5完成两地起动并互锁控制FU1 FU2 完成主电路和辅助电路的电路保护FR 过载保护动作过程（略）